LA TERRA E LA SUA EVOLUZIONE

LA TERRA

E LA SUA EVOLUZIONE

qUALE SCIENZA STUDIA LA TERRA E LE SUE CARATTERISTICHE?

- Come possiamo conoscere come è fatta la Terra al suo interno?

La geologia è la scienza che studia le caratteristiche della Terra e il modo in cui il pianeta cambia nel tempo.

I geologi hanno scoperto come è fatto l’interno della Terra grazie a misurazioni indirette, basate sugli effetti dei terremoti. Le onde sismiche prodotte dai terremoti infatti si propagano in modo diverso a seconda di ciò che trovano sul proprio cammino. Se per esempio nel sottosuolo c’è una discontinuità tra uno strato solido e uno strato liquido, le onde sismiche vengono rifratte, cioè cambiano direzione e velocità.

All’interno del pianeta ci sono tre principali discontinuità e quindi quattro strati: la crosta terrestre, il mantello, il nucleo esterno e il nucleo interno.

La crosta terrestre è il «guscio» roccioso superficiale che ricopre il pianeta; comprende le masse dei continenti e anche i fondali degli oceani.Sotto i continenti la crosta è spessa decine di km, sotto gli oceani meno di 10 km. Nelle rocce della crosta continentale i minerali sono per lo più silicati di alluminio, composti solidi fatti di silicio, alluminio e ossigeno. La crosta oceanica è più densa di quella continentale, perché contiene anche minerali ricchi di ferro e di magnesio.

La crosta terrestre e la parte più superficiale del mantello, che è solida, formano lo strato chiamato litosfera, spesso circa 100 km.

Sotto la crosta terrestre c’è il mantello, che è spesso 2900 km e occupa circa l’80% del volume totale del globo. La parte più superficiale del mantello è solida, ma subito sotto di essa c’è una astenosfera più fluida fatta in parte di magma, cioè roccia fusa a 1000 °C. Il magma incandescente dell’astenosfera può emergere in superficie attraverso i vulcani, che sono spaccature nella crosta terrestre. L’astenosfera «galleggia» sopra il resto del mantello, detto mesosfera, che è solido e più caldo: in profondità la temperatura supera i 2000 °C.

Il nucleo centrale del nostro pianeta è fatto di metalli pesanti: ferro e nichel.

La Terra infatti si è formata come una grande sfera di roccia fusa; la gravità allora ha fatto scendere verso il centro i materiali più densi.

• Il nucleo esterno ha uno spessore di circa 2000 kilometri, raggiunge una temperatura di 3000 °C ed è fluido.

• Il nucleo interno, una sfera con raggio di 1200 km, supera i 4000 °C ma è solido, per la pressione degli strati esterni del pianeta.

Come mai la bussola riesce a indicare il nord?

Nel nucleo ha origine il campo magnetico terrestre: il ferro fuso infatti si comporta come un enorme magnete.

I poli magnetici della Terra (poli geomagnetici) non coincidono con il Polo nord e il Polo sud geografici (anche se tra loro sono molto vicini).

I continenti del nostro Pianeta hanno avuto sempre la stessa posizione che hanno ora?

Agli inizi del Novecento lo scienziato tedesco Alfred Wegener propose un’idea rivoluzionaria: era la teoria della deriva dei continenti. Secondo Wegener i continenti non sono sempre stati nelle loro posizioni odierne, ma si sono spostati al passare del tempo. Come si poteva provare questa teoria?

La bontà dell'ipotesi di Wegener è stata poi confermata da varie scoperte:

Le scoperte dei geologi e dei paleontologi hanno fatto capire che un tempo i continenti odierni erano tutti uniti in un’unica grande terra emersa, detta Pangèa, circondata da un unico enorme oceano, detto Pantàlassa.

Oggi sappiamo che la litosfera è formata da grandi «lastre», dette placche, che si spostano trascinando con sé le masse dei continenti.

Ma perchè si spostano le placche? Qual è il motore che le muove?

Gli spostamenti delle placche della litosfera, chiamati movimenti tettonici, sono provocati da fenomeni endogeni che avvengono nel mantello terrestre.

Il mantello trasporta verso l’alto il calore emesso dal nucleo terrestre. Dentro il mantello esistono perciò grandi celle convettive. Nell’astenosfera le correnti convettive funzionano come un nastro trasportatore che trascina la litosfera.

Con i movimenti tettonici la crosta terrestre si rinnova continuamente. Sono movimenti lentissimi, i cui effetti si apprezzano in milioni di anni.

In certe zone di confine tra le placche il magma emerge in superficie e così si forma nuova crosta terrestre.

In altre zone invece si ha la subduzione: una placca si inabissa sotto un’altra e la sua litosfera è «riciclata» nel mantello.

Ma perchè l'interno della Terra è caldo?

Le placche interagiscono tra loro attraverso i margini, che sono linee di confine instabili e possono essere di tre tipi diversi:

I margini costruttivi (o divergenti) formano le dorsali oceaniche, che sono delle catene montuose sul fondo degli oceani. Le dorsali oceaniche sono simili a colossali «cicatrici» lunghe migliaia di kilometri.

La dorsale medio-atlantica è un rilievo alto più di 2000 metri: provoca l’allargamento dell’oceano Atlantico e fa così allontanare le placche nordamericana e sudamericana da quelle eurasiatica e africana. In alcuni punti la dorsale medio-atlantica affiora in superficie, formando isole vulcaniche come le Azzorre e l’Islanda.

Al centro di ogni dorsale c’è una spaccatura (rift) attraverso cui fuoriesce magma che solidifica e forma nuova crosta terrestre. Le correnti convettive dell’astenosfera fanno allontanare tra loro le due placche.

Quando due placche si avvicinano una all’altra, si ha un margine convergente. Possiamo avere tre situazioni diverse a seconda del tipo di placche che si scontrano:

SCONTRO TRA DUE PLACCHE OCEANICHE: Una delle due placche (quella un po' più densa) sprofonda sotto l'altra creando una fossa. Il fenomeno è chiamato subduzione.

Lungo il margine si creano archi di isole vulcaniche perchè la parte di crosta sprofondata, finendo nell'astenosfera, fonde e diventa magma, che fuoriesce.

SCONTRO TRA DUE PLACCHE CONTINENTALI: Quando entrano in collisione due placche continentali nessuna delle due subduce completamente sotto l'altra, perché la crosta continentale è troppo leggera per affondare nelle rocce dense del mantello.

La collisione comprime la litosfera e la fa corrugare, provocando l'orogenesi, ovvero la formazione di una nuova catena montuosa intracontinentale (es. Alpi).

E se le placche sono una continentale e una oceanica?

SCONTRO TRA UNA PLACCA OCEANICA E UNA CONTINENTALE: La placca oceanica, più densa rispetto a quella continentale, sprofonda (subduzione).

Nel punto in cui sprofonda si forma una fossa oceanica. La crosta continentale, si corruga, si innalza e forma delle catene montuose di natura vulcanica a ridosso dell'Oceano, le Cordigliere (es. Cordigliera delle Ande).

Si ha un margine trascorrente se due placche scorrono una lungo l’altra. Il margine trascorrente è detto anche conservativo, perché la litosfera terrestre non si crea né si consuma. Lo scorrimento genera invece nelle masse di roccia grandi fratture chiamate faglie, come quella di San Andreas che «taglia in due» la California.

Nel mondo ci sono migliaia di faglie attive, di differenti tipologie e lunghezze, e alcune di esse possono produrre terremoti molto violenti.

Che altri fenomeni modificano la crosta terrestre?

La superficie terrestre è modificata dagli agenti atmosferici, che sono fenomeni esogeni, cioè hanno origine fuori dalla Terra, dal calore del Sole.

Le precipitazioni e il vento modellano il paesaggio con il processo di erosione, che disgrega la roccia e porta a valle i frammenti, detti detriti o sedimenti.

I detriti prodotti dall’erosione, dopo il trasporto a valle con ghiacciai e fiumi, si depositano in pianura o si accumulano in mare nei bacini di sedimentazione.

Poi i detriti accumulati nei bacini sedimentari lentamente formano nuove rocce con il processo chiamato diagenesi.

1. i grandi mucchi di sedimenti sono permeati d’acqua ricca di sali minerali;
2. con l’accumulo di nuovi detriti, il loro peso comprime gli strati inferiori;
3. così negli strati inferiori l’acqua viene espulsa, mentre i sali minerali si legano ai sedimenti, cementandoli in rocce sedimentarie.

Gli agenti atmosferici e le acque che scorrono in superficie possono provocare anche fenomeni di dissesto idrogeologico, ovvero una forma di degrado ambientale relativa al suolo o agli strati rocciosi superficiali. I fenomeni di dissesto più diffusi sono frane e alluvioni, che si concentrano in territori geologicamente giovani, costituiti da rocce sedimentarie poco consistenti, spoglie o rivestite di una vegetazione insufficiente.

Una frana è il movimento di una massa di terra o di roccia lungo il versante di un monte. Un’alluvione si verifica quando un corso d’acqua straripa, portando con sé acqua, fango (suolo) e detriti.

Il dissesto idrogeologico deriva dall’azione combinata di più fattori naturali (rocce friabili, terreno instabile, lunghi periodi di siccità a cui si alternano piogge intense. Tuttavia, l'azione dell'uomo contribuisce notevolmente ad aggravare gli effetti di frane e alluvioni, o addirittura ad attivare questi fenomeni, per esempio, attraverso il disboscamento di interi versanti, che espone il suolo all’azione diretta dell’acqua piovana.

Fai una ricerca su qual è il rischio idrogeologico in Italia, su quali sono le cause e come possiamo prevenirlo (o minimizzarlo). Puoi creare una presentazione, un cartellone, un'infografica, etc... Non dimenticare di portare un esempio di un disastro causato dal dissesto idrogeologico e su cosa lo ha provocato.

Come potrebbe essersi formato un fossile?

I resti di un organismo inglobati nei sedimenti possono subire la diagenesi: il processo di mineralizzazione allora produce un fossile.

Come può venire alla luce un fossile, se si forma in strati profondi della crosta terrestre?

Un fossile può restare sepolto nel sottosuolo per milioni di anni. Poi i movimenti tettonici delle placche della litosfera a volte fanno emergere in superficie quelle rocce. Se poi l'erosione porta alla luce il fossile, i paleontologi che lo scoprono possono studiarlo.

Cosa vuol dire che il petrolio è un combustibile fossile?

Come posso sapere quanto è antico un fossile?

Per poter ricostruire l’evoluzione della vita bisogna saper datare i fossili. La cronologia relativa si basa sulla profondità dello strato geologico in cui vengono trovati i fossili.

Infatti nelle rocce sedimentarie gli strati più profondi sono anche i più antichi. Per esempio, se un pesce fossile è nello stesso strato che contiene le ossa di un dinosauro, allora significa che i due organismi risalgono allo stesso periodo.

La cronologia assoluta si basa sul fenomeno fisico della radioattività (datazione al carbonio14)

Gli isotopi radioattivi sono instabili e nel tempo decadono, ovvero si trasformano in nuclei di elementi diversi. Il decadimento radioattivo avviene con un ritmo regolare: quando passa un tempo di dimezzamento, decade la metà dei nuclei e la radioattività del campione si riduce del 50%.

FINE